IBTSS77MM
Système agroécologique face à la variabilité climatique
Variabilité climatique à l’échelle locale : La région d’Analanjirofo située au NORD Est du pays, se caractérise par un climat tropical chaud et humide. La répartition des pluies est de 180 à 300 jours par an où le pic se situe entre le mois de février et mars et le creux entre octobre et novembre. De 1995 à 2007, les précipitations annuelles ont varié de 2500 mm à 4800 mm. La température moyenne annuelle est de 24°C environ : les plus fortes chaleurs sont enregistrées de décembre à février et les moins fortes en juillet. L’économie de la zone repose essentiellement sur l’agriculture. Les cultures de rente (pérennes) sont dominées par le giroflier et le litchi ; les cultures vivrières incluant le riz (pluvial et irrigué), le manioc et le maïs.
En termes de risques climatiques, la région constitue l’une des plus exposées aux cyclones tropicaux. Le cyclone de 2008 a provoqué des dégâts estimés à environ USD 360 millions affectant principalement les Régions d’Analanjirofo et d’Atsinanana (Banque Mondiale, 2008). Les impacts des perturbations climatiques sur les principales spéculations agricoles dans le District de Fenoarivo Atsinanana se traduisent par une réduction de moitié du rendement (Projet ACCA, 2010). Les variabilités climatiques dans cette région sont marquées surtout par une augmentation de la pluviosité annuelle entre 1931 et 2008, l’apparition d’une période de courte sécheresse en novembre et des cyclones de plus en plus fréquents et plus intenses.
Pratique d’adaptation agroécologique locale : Les variabilités climatiques ont induit l’intégration progressive des systèmes agroécologiques tels que l’agroforesterie. Le système de culture pure (giroflier et caféier) s’est transformé progressivement en association « culture de rente-cultures vivrières ». Actuellement les systèmes agroforestiers sont complètement adoptés par la majorité de la population locale. Ils permettent à la fois de maintenir une source de subsistance grâce aux cultures vivrières et de constituer un capital de valeur, avec des produits des cultures de rente (giroflier, caféier, litchi) et d’autres cultures d’exportation (vanillier, poivrier). Des méthodes d’adaptation ont été initiées par les paysans par le développement d’autres cultures de rente plus résistantes aux cyclones associées aux cultures vivrières.
Dynamique des nutriments
Cycle du P dans le sol : Le phosphore (P) figure parmi les éléments majeurs essentiels pour la croissance et le développement des plantes. Les sources de P dans le sol sont la roche mère, les résidus végétaux et l’ajout d’engrais et de matières résiduelles fertilisantes. Le P se retrouve sous différentes formes dans le système sol. Le cycle du P est très complexe impliquant plusieurs réactions chimiques et microbiologiques et des interactions entre les différents compartiments. Le P directement assimilable pour les plantes dans la solution du sol se trouve sous forme d’ions orthophosphates: H2PO4- et HPO42-, et PO43-. Le processus de biodisponibilité de P dans le sol implique des mécanismes minéralogiques, chimiques et biologiques.
Cycle de l’azote : Le cycle de l’azote est une succession de multiples transformations des composés azotés, via des processus pour la plupart microbiologiques.
Dans la plupart des sols, les formes organiques de l’azote représentent environ 90 à 95 % de l’azote total des horizons humifères. La teneur en azote total (Nt) des sols de culture varie de 0,1 à 0,5 %. Elle peut s’élever à près de 1 % dans certains humus forestiers très organiques (Drouet, 2010).
Par contre, les formes minérales d’azote (Nm= NH4+ + NO3-) ne représentent généralement, dans les mêmes horizons, que quelques ppm ; les teneurs en azote minéral sont par ailleurs extrêmement fluctuantes au cours du temps et particulièrement dans les terres de culture, puisque liées saisonnièrement à l’activité des microorganismes et influencées par d’éventuels amendements organiques ou fertilisations minérales. Toutefois, dans les horizons minéraux profonds, l’ammonium non échangeable (NH4+ « fixé » ou « rétrogradé » dans les feuillets des minéraux argileux micacés) peut représenter un rapport non négligeable (10 à 40 %) de l’azote total (Stevenson, 1982). Cet azote ammoniacal n’est pas éliminé par lessivage, mais n’est pas non plus disponible (au moins à court terme) pour les végétaux et les microorganismes du sol. L’azote organique du sol est constitué d’une fraction très stable.
Variabilité climatique à l’échelle locale
La région d’Analanjirofo située au NORD Est du pays, se caractérise par un climat tropical chaud et humide. La répartition des pluies est de 180 à 300 jours par an où le pic se situe entre le mois de février et mars et le creux entre octobre et novembre. De 1995 à 2007, les précipitations annuelles ont varié de 2500 mm à 4800 mm. La température moyenne annuelle est de 24°C environ : les plus fortes chaleurs sont enregistrées de décembre à février et les moins fortes en juillet (Soamazava, 2008). L’économie de la zone repose essentiellement sur l’agriculture.
Les cultures de rente (pérennes) sont dominées par le giroflier et le litchi ; les cultures vivrières incluant le riz (pluvial et irrigué), le manioc et le maïs.
En termes de risques climatiques, la région constitue l’une des plus exposées aux cyclones tropicaux. Le cyclone de 2008 a provoqué des dégâts estimés à environ USD 360 millions affectant principalement les Régions d’Analanjirofo et d’Atsinanana (Banque Mondiale, 2008). Les impacts des perturbations climatiques sur les principales spéculations agricoles dans le District de Fenoarivo Atsinanana se traduisent par une réduction de moitié du rendement (Projet ACCA, 2010). Les variabilités climatiques dans cette région sont marquées surtout par une augmentation de la pluviosité annuelle entre 1931 et 2008, l’apparition d’une période de courte sécheresse en novembre et des cyclones de plus en plus fréquents et plus intenses.
Contexte du changement climatique
Contexte au niveau international : Le changement climatique est défini comme le changement de l’état du climat pouvant être identifié par les changements des moyennes et/ou la variabilité de leurs propriétés et qui persiste pour une longue période.
À l’échelle mondiale, le changement climatique se manifeste principalement dans les milieux terrestres par le réchauffement de la terre et la modification de la précipitation ainsi que l’apparition des événements météorologiques extrêmes. Le réchauffement de la surface terrestre est directement lié à l’émission de gaz à effet de serre (GES) (principalement CO2, CH4, N2O) suite aux différentes activités anthropiques notamment l’utilisation des combustibles ou carburant fossiles ou le changement de mode d’usage de terre dans l’agriculture. En conséquence, la température globale moyenne et la fréquence et de l’intensité des phénomènes climatiques extrêmes (sécheresses, inondations, etc.) augmentent à travers tout le globe terrestre. En effet, des mesures réalisées par la communauté scientifique internationale indiquent une hausse de la température moyenne mondiale de l’ordre de 0,56 à 0,92°C entre 1906 et 2005.
La région de l’Océan Indien, dont Madagascar fait partie, est l’une des zones les plus vulnérables au changement climatique. Les pays de la Commission de l’Océan Indien (COI) (Comores, La Réunion, Madagascar, Maurice, Seychelles), appartenant à la 3ème région du monde la plus vulnérable au changement climatique, sont menacés dans des secteurs économiques clefs notamment, l’agriculture, le tourisme, et la pêche.
Contexte au niveau national : La température moyenne de Madagascar augmentera de 0,5°C à 3°C d’ici 2099, avec des élévations moyennes de 0,5°C environ tous les 20 ans en contraste avec la pluviométrie où les précipitations moyennes annuelles diminueront de 5% à la fin du siècle sur l’ensemble de l’île. Une augmentation de 5% à 10% des précipitations est prévue durant la saison chaude et pluvieuse en Décembre/Janvier/Février (DMG, 2008). Les perturbations des saisons se manifesteraient par la venue tardive des pluies avec forte intensité et souvent violentes, la sècheresse accentuée dans le SUD, les montées généralisées (mais inégales) de la température et les variabilités de la répartition pluviométrique (DMG, 2008).
La vulnérabilité de l’île par rapport aux perturbations ou changements climatiques est perçue comme forte dans le secteur agricole. D’une manière générale, la sensibilité du secteur agricole du pays repose sur la variabilité des précipitations et la fréquence des catastrophes naturelles intenses, l’irrégularité des saisons pluvieuses perturbant le calendrier agricole, les pressions anthropiques, la mauvaise gestion des ressources en eau, la forte érosion des versants et dans certains endroits, la menace acridienne.
Table des matières
INTRODUCTION
I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. Contexte du changement climatique
1.1.1.Contexte au niveau international
1.1.2.Contexte au niveau national
1.2. Système agroécologique face à la variabilité climatique
1.2.1.Variabilité climatique à l’échelle locale
1.2.2.Pratique d’adaptation agroécologique locale
1.3. Dynamique des nutriments
1.3.1.Cycle du P dans le sol
1.3.2.Cycle de l’azote
II. MATERIELS ET METHODES
1. Description de la zone d’étude
1.1. Situation géographique
1.2. Climat
1.3. Géomorphologie
1.4. Pédologie
1.5. Végétation
1.6. Population et secteur d’activité
2. Echantillonnage des sols étudiés
3. Description de l’expérimentation
3.1. Dispositif expérimental
3.1.1.Préparation des échantillons
3.1.2.Descriptions des traitement
3.1.3.Nombre des échantillons
3.1.4.Incubation
3.1.5.Analyse de la disponibilité du N et P dans le sol incubé
3.2. Analyse des données
III. RESULTATS
1. Propriétés chimiques des sols
2. Biodisponibilité des nutriments durant la phase de la pré-incubation
3. Les teneurs en N et P pendant l’incubation
4. L’influence de la température sur la biodisponibilité de nutriments P et N durant l’incubation
5. Potentialité de chaque agrosystème face à la variation de température
IV. DISCUSSIONS ET PERSPECTIVES
DISCUSSIONS
1. Effet du stress thermique sur la biodisponibilité de N et P
2. Potentialité du système agroforesterie simple face au stress climatique
2.1. Résilience en termes de disponibilité de phosphore inorganique (Pi)
2.2. Résilience en termes de NH4+
2.3. Sensibilité en termes de NO3-
3. Effet de la durée d’incubation sur la disponibilité des nutriments P et N
3.1. Cas de P résine
3.2. Effet de la durée d’incubation sur la disponibilité de N minéral
PERSPECTIVES
1. Sur la méthode
2. Perspectives techniques
2.1. Mesure de conservation de la fertilité
2.2. Processus de conversion
3. Les axes de recherches
3.1. Recherches fondamentales
3.2. Recherches appliquées
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
